CN2550407Y - 铁路无缝线路钢轨纵向力测试装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型属于交通技术领域，具体涉及一种能测定铁路无缝线路某区段内钢轨中纵向力并能识别无缝线路轨道在纵向力作用下是否处于稳定状态的无损装置，其原理是根据在钢轨中作用的纵向力不同，对应钢轨中的自振频率会发生相应的变化，尤其是当无缝线路在纵向力作用下接近失稳状态时，钢轨的纵向自振频率会接近于零。这样通过用冲击荷载激励钢轨产生自由振动，通过测定钢轨中的自振频率的大小，与标准值相比较，可以得到所测定区域无缝线路轨道钢轨中的纵向力的大小，判断此时轨道结构是否处于稳定状态。

Description

铁路无缝线路钢轨纵向力测试装置
技术领域
本实用新型属于交通技术领域，具体涉及一种能测定铁路无缝线路钢轨纵向力的设备，尤指能识别铁路无缝线路是否处于稳定状态的一种无损检测装置。
背景技术
在铁路无缝线路中，气温的变化在钢轨中产生了巨大的纵向力，称为钢轨温度力。由于钢轨扣件扣压力的不均匀分布和列车载荷的影响，钢轨内的温度力沿长度方向分布不均匀。因此很难用计算的方法来测算钢轨中的温度力。这种不均匀分布的纵向力是导致无缝线路发生在夏天胀轨、冬天钢轨被拉断的根本原因，严重影响列车的安全运行。目前，还没有一种能够有效测定无缝线路钢轨温度力和识别无缝线路是否处于安全稳定状态的测试装置。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种简单的铁路无缝线路钢轨纵向力测试装置。
本实用新型的铁路无缝线路钢轨纵向力测试装置，由测试部份和计算分析组成，其中，测试部份由力锤4、位移传感器2、应变仪5组成，分析部分是计算机6。位移传感器2粘贴在钢轨1底部中间，位移传感器2的两根引出线接入应变仪5桥盒上，应变仪5输出线与计算机6相联。力锤4对钢轨1荷载激励，使钢轨1产生自由振动。
本实用新型的位移传感器2可用应变片作为位移响应，将位移信号通过应变仪5放大后至计算机6分析钢轨1的自振频率。
本实用新型的计算分析可以采用谱分析仪。
本实用新型的基本原理是：根据弹性动力学原理，在不同的轴向静载荷作用下，梁结构的横向自振频率将会发生改变。通过测定梁结构的横向自振频率即可获得梁中的轴向载荷，当在一定的轴向静压载荷下，梁的自振频率变化率随着载荷的增加而加大，梁结构接近横向失稳时，梁结构的横向自振频率趋于零。在无缝线路中，采用激励的方法测定钢轨的横向自振频率，根据自振频率的大小即可获得钢轨中的纵向力，当钢轨自振频率较小时，可以判断无缝线路轨道即将处于失稳状态。
本实用新型装置的工作过程如下：在无缝线路钢轨1底部中间粘贴位移传感器，为了保证测试的灵敏度，应将位移传感器两端的钢轨扣件8松开，同时抽出在钢轨轨底的橡胶垫板7。对钢轨1的冲击荷载激励采用力锤4来实现。通过激励，使无缝线路钢轨1产生自由振动，位移传感器2对振动进行采集，所采集的信号通过应变仪5放大，将应变仪5信号输入到计算机，然后在计算机中通过FFT软件(快速幅里埃变换软件)对该信号进行谱分析，以确定钢轨的自振频率。该数据可与已有标定数据曲线进行对比，判断所测试点钢轨中的纵向力大小，并预测无缝线路的稳定性。标定数据的获取可以通过实验室内对各种轨道结构类型(如不同的钢轨、不同的轨枕等)和在各种钢轨纵向力条件下进行标定后得到相应的标定曲线，该标定曲线可以储存于计算机中进行自动对比，在标定曲线中应注明钢轨的失稳区段。
本实用新型是一种不影响现有轨道结构和列车运行的测定无缝线路钢轨纵向力的无损检测装置，所得到的值就是测试点处的钢轨中的实际纵向力的大小。装置简单，操作方便，测试时间短，能在现场直接测试判断，不需要进行专门标定。有着广阔的应用前景。
附图说明
图1为本实用新型装置实施例的结构示意图。
图中标号：1为钢轨，2为位移传感器，3为位移传感器引出线，4为力锤，5为应变仪，6为计算机，7为橡胶垫板，8为扣件。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本实用新型的实施方式。
实施例，位移传感器型号为6M92，位移传感器的频率响应上限为1000Hz。将位移传感器引出线连至应变仪，应变仪与计算机连接，应变仪型号为DF611型，计算机采用586PC机，力锤冲击力控制在10KN，FFT软件为常规运算程序，可以通过市购获得。测试时，力锤的荷载激励钢轨产生自由振动，由应变仪将信号转换成电压信号输入计算机，若待测钢轨的横向自振频率趋于零，则其横向失稳。

Claims (3)

1.一种铁路无缝线路钢轨纵向力测试装置，由力锤(4)、位移传感器(2)、应变仪(5)、计算机(6)组成，其特征是位移传感器(2)粘贴在钢轨(1)底部中间，位移传感器(2)引出线(3)联应变仪(5)的桥盒，应变仪(5)输出线联计算机(6)，力锤(4)是对钢轨施以荷载的部件。
2、根据权利要求1所述的铁路无缝线路钢轨纵向力测试装置，其特征在于钢轨上的位移传感器是应变片。
3、根据权利要求1所述的铁路无缝线路钢轨纵向力测试装置，其特征于应变仪联谱分析仪。
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